Question

太陽能熱水器以節能、環保等特點為很多家庭所使用，但是如果遇到陰雨連綿的天氣，太陽能熱水器的水就達不到所需要的溫度。為此人們研制出了太陽能、電能兩用熱水器。小蘭家就剛剛安裝了一臺這樣的熱水器，如圖所示，它的容積為120L。
求：（1）若此熱水器裝滿20℃的水，要使水溫升高到40℃，需要吸收多少熱量？
（2）小蘭從產品使用說明書中了解到，該電熱器的額定電壓為220V，額定功率為2Kw。若水箱中的水用電加熱器來加熱，仍使滿箱水的溫度從20℃升高到40℃，需要電加熱器正常工作多長時間？（假定所消耗的電能全部轉化為水的內能）
（3）若在上述情況下，電加熱器正常工作，實際用了2h，則此電加熱器的效率是多少？

Answer 1

：解：（1）120L水的質量
　　　　×120×＝120kg　　　…………1分
　吸收的熱量　　　　　　　　　　　　　　…………1分
　　　　　　　 ＝4.2×J/kg℃×120kg×（40℃－20℃）……1分
　　　　　　　 ＝1.008×10⁷J　　　　　　　　　　　…………1分
（2）t＝＝＝＝5.04×s
2分      1分        1分
（3）工作2h消耗的電能為2×W×2×3600s
　　　　　　　　　　　　　　　 ＝1.44×10⁷J　　　　…………2分
效率為η＝×100%
　　　　＝×100%
　　　　＝70%　　　　　　　　　　　　　　　　　　…………2分解析:
：
先求出水的質量，即　×120×＝120kg
根據公式計算出吸收的熱量為1.008×10⁷J；然后根據t＝＝＝＝5.04×s計算出需要電加熱器正常工作的時間；計算出電加熱器工作2h消耗的電能從而計算出效率。
工作2h消耗的電能為2×W×2×3600s
效率為η＝×100%
　　　　＝×100%
　　　　＝70%